package class05;

// 测试链接：https://leetcode.com/problems/divide-two-integers
public class Code03_BitAddMinusMultiDiv {
	//单纯使用 >> << & | ^ 运算速度比使用 + - * / % 更快
	//但是使用 >> << & | ^ 来得到的  + - * / % 会比java的慢,
	//java直接使用汇编, 避免了 >> << & | ^ 符号翻译的过程
	public static int add(int a, int b) {
		//思路:
		// ^ 异或(相同为0, 不同为1), 逻辑上是无进位相加
		// & 与(相同为1, 不同为0), 逻辑上是进位信息
		// a + b  ->  a与b无进位相加的结果 + 进位信息左移一位
		// 如还会产生进位(进位信息!=0), 则循环至 进位信息=0
		int sum = a;
		while (b != 0) {
			sum = a ^ b;
			b = (a & b) << 1;
			a = sum;
		}
		return sum;
	}

	public static int negNum(int n) {
		//相反数 -> 取反+1
		return add(~n, 1);
	}

	public static int minus(int a, int b) {
		// a - b -> a + (-b)
		return add(a, negNum(b));
	}

	public static int multi(int a, int b) {
		/*
		a * b =
		a = 0110111
		b = 0011010

	        0000000 - 第一个数为0
	       0110111
	      0000000
		 0110111
		0110111
	   0000000
	  0000000

		然后求和
		 */
		int res = 0;
		while (b != 0) {
			// 思路: b的最后一位不为0, 则加上a的值
			// 然后 a 左移一位, b右移一位
			// 循环至 b=0 结束
			if ((b & 1) != 0) {
				res = add(res, a);
			}
			a <<= 1;
			b >>>= 1;
		}
		return res;
	}

	//系统最小值没法得到绝对值, 还是负的最小值
	public static int divide(int a, int b) {
		// a b均为系统最小, 那么返回1
		if (a == Integer.MIN_VALUE && b == Integer.MIN_VALUE) {
			return 1;
			// b 是系统最小, 那么返回0
		} else if (b == Integer.MIN_VALUE) {
			return 0;
		} else if (a == Integer.MIN_VALUE) {
			// 如果b是 -1, 那么返回系统最大值(比系统最小数学上的绝对值小1)
			if (b == negNum(1)) {
				return Integer.MAX_VALUE;
			} else {
				//先转换为系统最大值, 先+1,再取绝对值
				int c = div(add(a, 1), b);
				//a / b
				//(a+1) / b == c
				//a-(b*c) = d
				//d / b = e
				//补偿结果
				// 结果 = c + e
				return add(c, div(minus(a, multi(c, b)), b));
			}
		} else {
			//无系统最小值的算法
			return div(a, b);
		}
	}

	public static boolean isNeg(int n) {
		return n < 0;
	}

	public static int div(int a, int b) {
		// a / b = c
		// a = b * c
		// b = 1100  c = 1110
		// a = b * 2^1 + b * 2^2 + b * 2^3
		// a = b << 1 + b << 2 + b << 3

		//思路, 将b的二进制数左移动至距离a最近的位置, 但不能大于a
		// 或将a位移至离b最近的位置, 不小于b(直接移动b容易将1移至符号位)
		// 记录下对应的首位1的位置

		//取正
		int x = isNeg(a) ? negNum(a) : a;
		int y = isNeg(b) ? negNum(b) : b;
		int res = 0;
		//共移动31次(0-30)
		//x非负数,不需要移31位(1位符号位)
		for (int i = 30; i >= 0; i = minus(i, 1)) {
			// x 从 30 29 28 ...进行右位移, 然后判断是否比 y 大
			if ((x >> i) >= y) {
				//记录对应位移的索引位置
				res |= (1 << i);
				//x 再减去 y 向左位移对应索引数
				x = minus(x, y << i);
			}
		}
		return isNeg(a) ^ isNeg(b) ? negNum(res) : res;
	}

  public static void main(String[] args) {
	//最小值
    //10000000000000000000000000000000
    System.out.println(Integer.MIN_VALUE);
	//1
    //00000000000000000000000000000001
	//1取反再+1
	//11111111111111111111111111111111
    System.out.println(minus(Integer.MIN_VALUE, 1));
  }
}
